Степанюк Ю. М.

Сортировать по умолчанию названию
  • ПРОЦЕС СУШКИ ПОДРІБНЕНОЇ МОРКВИ В КОНВЕКТИВНІЙ СУШАРЦІ

    Сушіння являється найкращим консервантом для зберігання продуктів харчування, також воно дозволяє здешевити їх транспортування, надати їм необхідні властивості [1]. Для сушіння овочів та фруктів найкраще застосовувати конвективну сушку, так як вона дозволяє отримати очікувані фізичні та хімічні показники, при правильному, оптимальному виборі режиму сушіння[2]. Метою даного проекту є експериментально дослідити кінетику процесу сушіння моркви та квасолі, побудувати криві сушіння та зробити висновок щодо оптимального режиму сушіння. Також є припущення, що при сушінні моркви та квасолі разом відбуватиметься значна інтенсифікація процесу, так як в даному випадку квасоля виступатиме адсорбентом, оскільки вона є більш сухою, тому буде відбирати частину вологи на себе. Такий спосіб дозволить зменшити кількість підведеної енергії, що зробить процес сушки більш м’яким та покращить фізико-хімічні властивості продукту після його відновлення його вологою (колір, смак та т.ін.). Для дослідження процесу сушки суміші моркви та квасолі була створена експериментальна установка. Схема установки подана на рисунку 1, криві сушіння зображено на рисунку 2. Експериментальний стенд (рисунок 1) складається з системи ізольованих повітряних каналів з пристроями для теплової обробки матеріалів (1) вимірювальних ділянок, вимірювальних пристроїв для заміру величин, які характеризують кінетику сушіння досліджуваного матеріалу. Камера для сушіння представляє собою прямокутний короб, виконаний з листової сталі. Камера має бокові люки з прозорими стінками, а також штуцери для виходу термоелектричних перетворювачів від матеріалу до потенціометру(4) та трубки Піто(10). Проведені досліди показали, що в елементарному шарі товщиною в 6 мм при високо інтенсивних режимах процес сушіння протікає в 2 періоді. Перший період спостерігається при більш м’яких режимах сушіння при підвищеному вологовмісту теплоносія. При цьому температура поверхневого шару матеріалу постійна і рівна температурі вологого термометру. Так як, в початковий момент сушіння, коли холодний зразок вноситься в сушильну камеру, на його поверхні конденсується пара, маса його дещо збільшується, а температура матеріалу різко зростає до температури вологого термометру. Прологарифмувавши значення та усереднивши їх, отримали рівняння усередненої кривої сушки: Ln(c) = 0,3265(Ln(η))^3 – 3,8028(Ln(η))^2 +12,878Ln(η) – 7,2785, у межах температури від 80 до 120 ºС, швидкості 1 м/с, вологовмісті теплоносія 10 г/м та типорозмірі зразків 6 мм. Результати досліджень залежність зміни температури поверхні від часу сушіння, при різних режимах сушіння (різна температура теплоносія та вологість сушильного агенту, так як швидкість та розмір зразків однаковий), після логарифмування описується рівнянням Ln(t) = 0,2813Ln(η) + 3,3019, у межах температури від 80 до 120 ºС, швидкості 1 м/с, вологовмісті теплоносія 10 г/м та типорозмірі зразків 6 мм. Висновки. У результаті досліджень ми отримаємо математичні залежності Ln(c) від Ln(η) та Ln(t) від Ln(η), що дозволяє значно спростити методику розрахунку апарату для виготовлення харчових порошків.

    Переглянути
  • МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСУ РЕГЕНЕРАЦІЇ ШАРУ СОРБЕНТУ АДСОРБЦІЙНОГО ТЕРМОТРАНСФОРМАТОРА

    Теплопостачання в Україні здійснюється здебільшого за рахунок спалювання органічного палива, ціни на яке невпинно зростають. Крім того, продукти його згоряння дуже забруднюють атмосферу. Одним із напрямків вирішення цієї проблеми є виробництво і акумулювання теплової енергії за допомогою адсорбційних термотрансформаторів, які дозволяють накопичувати теплову енергію в нічний час, коли діє пільговий тариф на електроенергію, і здійснювати опалення приміщення протягом доби [1]. З 2300 до 600 відбувається нагрівання та регенерація сорбенту з одночасною конденсацією пари холодоагенту при температурі 40-45 С. Теплота конденсації використовується з метою опалення. Актуальним є визначення залежності часу регенерації сорбенту з метою моделювання апаратів різної продуктивності. Ставляться такі задачі: 6) сформулювати фізичну модель процесу регенерації; 7) обґрунтувати припущення; 8) на основі фізичної моделі створити математичну модель; 9) сформулювати умови однозначності і граничні умови; 10) визначити шлях розв’язання математичної моделі. Регенерація в адсорбційних установках нерухомого шару адсорбенту протікає при постійному тиску [2]. Підведення теплового потоку до нижньої частини шару сорбенту призводить до підвищення температури вище рівноважної. Відбувається процес десорбції з одночасним розповсюдженням фронту температури в шарі сорбенту. Математична модель процесу десорбцій включає: 4) рівняння теплопровідності шару сорбенту із врахуванням внутрішніх джерел енергії. 5) рівняння масообміну в шарі сорбенту. 6) рівняння рівноважного стану. Для спрощення розв’язання математичної моделі використовується плоска фізична модель: розглядається зміна температури лише по висоті шару сорбенту. Теплопровідність шару визначається теплопровідністю матеріалу сорбенту. Тому перспективним є використання композиційного сорбенту на основі кераміки із включеннями металу. В такому випадку теплопровідність сорбенту буде визначатися теплопровідністю металу. Оскільки P const , то рівновага системи зміщується за рахунок підведення теплоти.

    Переглянути
  • ОБГРУНТУВАННЯ СПРОЩЕНОЇ МАТЕМАТИЧНОЇ МОДЕЛІ АДСОРБЦІЙНОГО НАСИЧЕННЯ ШАРУ СОРБЕНТУ В ТЕРМОТРАНСФОРМАТОРІ

    Завдання створення ефективних систем акумулювання теплової енергії є важливою складовою частиною проблеми вирівнювання нерівномірності споживання електроенергії та стабілізації робочого режиму електричних мереж. Перспективним напрямком рішення даної проблеми є створення матеріалів і систем акумулювання, які працюють з використанням оборотних термохімічних реакцій. Саме такий принцип покладено в основу роботи адсорбційного термотрансформатора[1]. У нічний час, використовуючи електроенергію по зниженому тарифу, відбувається накопичення енергії за рахунок нагрівання та регенерація сорбенту з одночасною конденсацією пари холодоагенту, після чого, з 600 до 2300 години, термотрансформатор працює віддаючи закумульовану енергію у вигляді теплоти сорбції, яка подається до споживача. Актуальним є визначення залежності товщини шару засипки від часу поглинання пари сорбентом з метою моделювання апаратів різної продуктивності. Тому для вирішення питання ставляться наступні задачі: 1) сформулювати фізичну модель процесу адсорбції; 2) обґрунтувати припущення; 3) на основі фізичної моделі створити математичну модель; 4) сформулювати умови однозначності і граничні умови; 5) визначити шлях розв’язання математичної моделі. Процес в апараті проходить в умовах ізобарної адсорбції[2]. Математична модель процесу адсорбції складається із: 1) рівняння теплопровідності шару сорбенту із врахуванням внутрішніх джерел енергії. 2) рівняння масообміну в шарі сорбенту. 3) рівняння рівноважного стану. Для спрощення розв’язання математичної моделі використовуємо плоску фізичну модель: враховується зміна температури лише по висоті шару сорбенту. Зернистий шар сорбенту розглядаємо як однорідне ізотропне середовище. Теплопровідність шару визначається теплопровідністю матеріалу сорбенту. Тому перспективним є використання композиційного сорбенту на основі кераміки із включеннями металу. В такому випадку теплопровідність сорбенту буде визначатися теплопровідністю металевих включень. Зернистість матеріалу засипки дає змогу парі сорбату миттєво проникати в зону адсорбції. Кількість пари, що поглинається сорбентом пропорційна кількості тепла, що відводиться. Оскільки P const , то рівновага системи зміщується за рахунок зміни температури.

    Переглянути
  • ПРОЦЕС ПОДРІБНЕННЯ ОРГАНО-МІНЕРАЛЬНИХ КОМПОЗИТІВ

    Процес виробництва органо-мінеральних добрив супроводжується необхідністю створення нових центрів гранулоутворення. Це пояснюється тим, що швидкість росту гранул переважає швидкість утворення нових центрів гранулоутворення. Тому, для їх утворення використовується процес подрібнення. Під dп і dк розуміють початкові і кінцеві розміри найбільших шматків. Більш повною характеристикою матеріалу є його питома поверхня, тобто поверхня шматків і частинок, які приходяться на одиницю їх маси або об’єму. Часто характеризують матеріал по його фракційному складу, вираженому у долях або відсотках частинок близьких розмірів (вузьких фракцій). Різноманітність фізико-механічних властивостей твердих матеріалів і вимоги до них призвели до утворенню численного ряду подрібнюючих машин, котрі відрізняються за принципом дії і конструкцією. Твердий матеріал можна подрібнювати чотирма основними методами (рисунок 1): роздавлюванням, сколюванням, стиранням і ударом. У ряді подрібнюючих машин часто здійснюються різні поєднання основних методів (наприклад, удар і стирання, удар і роздавлювання), а також додаткова дія згинаючих і зрізаючих сил. Вибір методу відбувається з урахуванням механічних властивостей матеріалу і необхідної степені його подрібнення. Так, для грубого і середнього подрібнення переважні методи роздавлювання і сколювання, а для тонкого розмелювання – методи удару, стирання і їх поєднання. Дробарки, що можуть забезпечити необхідний ступінь подрібнення гранул для створення нових центрів гранулоутворення, зображено на рисунку 2. Метою даної роботи є дослідження процесу механічного подрібнення гранульованих органо-мінеральних композитів, а саме: - аналіз існуючих способів та обладнання для подрібнення гранульованих органо-мінеральних композитів, оцінка ефективності конструкції апаратів з різними способами подрібнення; - теоретичне дослідження процесу подрібнення композитів, розробка фізичної та математичної моделі процесу подрібнення; - розроблення конструкції подрібнюючої машини для подрібнення органо-мінеральних композитів, проведення досліджень та визначення умов основних режимів; - експериментальна перевірка фізичної та математичної моделей та визначення впливу параметрів на процес подрібнення; - економічне обґрунтування, рекомендації щодо раціонального ведення процесу та ймовірного його використання на виробництві; - удосконалення методики розрахунку промислового апарату.

    Переглянути
  • УДОСКОНАЛЕННЯ ПАРОВОГО КОНДЕНСАТОРА У СХЕМІ ОЧИЩЕННЯ МАСЛА ФУРФУРОЛОМ

    Одним з основних процесів традиційної технології виробництва нафтових масел є селективна очищення масляних дистилятів. Нині селективна очищення масляних дистилятів проводиться з використанням в якості виборчого розчинника фурфурол. Фурфурол або furfuraldehyde (C4H3OCHO), в’язка, безбарвна рідина яка має приємний ароматний запах; при взаємодії з повітрям вона набуває темний коричневий колір. З сполук, що входять до складу нафтових фракцій, найбільш розчиняються у фурфурол ароматичні вуглеводні, слабо розчинні парафінові вуглеводні і найгірше розчиняються асфальтно- смолисті сполуки. При звичайних температурах до 30-40 °С в фурфурол добре розчиняються тільки ароматичні вуглеводні, які у фракціях нафти, киплячих нижче 350-400 °С. Фурфурол отримується реакцією соляної і бромогідритної кислот на ксилозу та інші пентози. Доступним джерелом фурфуролу є рослинна сировина, що містить пентози, як-то: деякі види деревини, лушпиння і солома вівса, рису та інших злаків, волокна конопель, серцевина вичавленої цукрової тростини та т.ін. Гідроліз пентозів і відгін утвореного фурфуролу проводиться нагріванням рослинного матеріалу з розбавленою соляною чи сірчаною кислотами, рідше використовуються азотна та фосфорна кислоти. Екстрактний розчин проходить через теплообмінник, де він попередньо нагрівається паром, потім поступає у екстрактну відпарну колону, що працює під надлишковим тиском 0,1-0,2 кг/см2 . Пара надходить під нижню тарілку екстрактної колони та відкачується насосом. Екстракт відбирається насосом та потрапляє до холодильник де охолоджується водою. Пари фурфуролу з екстрактної відпарної колони надходять до конденсатора і конденсуються. При очистці масла фурфуролом проходить велика кількість процесів нагрівання, охолодження та конденсації. Виходячи з того, що різниця температур між теплоносіями велика, доцільно брати горизонтальний кожухотрубний конденсатор. Головна задача апарату є конденсація фурфуролу водою перед подачею до в колону відгонки фурфуролу. Розроблюваний апарат стоїть після екстрактної відпаної колони, там відбувається конденсція фурфуролу і при конденсуванні фурфурол відводиться в колону відгонки фурфуролу. З метою інтенсифікації процесу теплообміну в запропонованому кожухотрубному конденсаторі в міжтрубному просторі встановлено повздовжні перегородки. Конденсатор складається з кожуха 1 в якому розміщені трубні решітки 2 з пучком теплообмінних труб 3. Перегородки 4 з сегментними вирізами кріпляться на стяжках 5. Між перегородками 4 встановлюємо повздовжні перегородки 6, які вставляються в наскрізні отвори поперечних перегородок через всю довжину теплообмінника. Кришки 8 і 9 кріпляться за допомогою фланцевого з'єднання. Теплообмінник також містить штуцери 10 і 11 для підведення і відведення гарячого теплоносія і штуцери 12 і 13 для підведення і відведення відповідно холодного теплоносія. Гарячий теплоносій надходить в теплообмінник через штуцер 10, протікає по трубах 3, де охолоджується, і виводиться через штуцер 11. Холодний теплоносій потрапляє через штуцер 13 в міжтрубний простір де підігрівається і відводиться через штуцер 12.

    Переглянути
  • УДОСКОНАЛЕННЯ КИП’ЯТИЛЬНИКА РАФІНАТНОЇ ДІЛЯНКИ УСТАНОВКИ ДЛЯ ОЧИЩЕННЯ МАСТИЛА ФУРФУРОЛОМ

    В Україні постала необхідність в виробництві якісних синтетичних розчинників та сировини для виробництва полімерних матеріалів для сучасних хімічних виробництв (зокрема для очистки мастил). Одним з таких матеріалів є фурфурол. Найбільшого поширення в мастилоочисному виробництві фурфурол отримав для очищення дистилятних мастил. Широко застосовується він також і для очистки деасфальтованих залишкових мастил із нафти з невисокою і середньою смолистістю. Фурфурол більш ефективний при очищенні фракцій дистилятів зі значним вмістом ароматичних вуглеводнів. Відгонка фурфуролу із рафінатного розчину проходить зазвичай в одну ступінь під вакуумом. Інколи її ведуть під атмосферним тиском. Однією із стадій для збільшення якості розділення і підвищення виходу рафінату є повернення частини екстракту із системи регенерації фурфурола. На цьому етапі широко застосовуються кип’ятильники. Виконавши аналіз вітчизняних і світових наукових публікацій, а також проаналізувавши вітчизняні і світові патенти винаходів та корисних моделей на горизонтальний випарний апарат було запропоноване наступне удосконалення: у теплообмінні труби кип’ятильника необхідно встановити направляючі, які виконані у вигляді безперервної спіралі, що забезпечує направлення потоку по спіралі, за рахунок чого збільшується час перебування теплоносія в апараті. Кип’ятильник(рисунок 1) має розподільчу камеру 1, з'єднану з кожухом 2, теплообмінні труби 3, безперервні спіралі 4, штуцера 5, 6, 7, 8, 9, плаваюча головка 10. Розподільча камера 1 розділяється перегородкою 11. Кип’ятильник працює таким чином. Рідина, яку необхідно випарити поступає через штуцер 7, залишок рідини відводиться через штуцер 8, пара відводиться через штуцер 9, в той час коли теплоносій поступає через штуцер 5 і виходить через штуцер 6. Безперервні спіралі 4, вставлені в теплообмінних трубах 3, забезпечують рух теплоносія по спіралі, за рахунок чого збільшується час перебування його в апараті. Кип’ятильники запропонованої конструкції можуть бути встановлені горизонтально, бути дво-, чотирьох- чи шестиходовими по трубному простору. Вони нескладні у виготовленні та експлуатації, забезпечують ефективний теплообмін між речовинами у трубному та міжтрубному просторах.

    Переглянути
  • ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСУ СУШКИ СУМІШІ ОВОЧІВ В КОНВЕКТИВНІЙ СУШАРЦІ

    Сушіння являється найкращим консервантом для зберігання продуктів харчування, також воно дозволяє здешевити їх транспортування, надати їм необхідні властивості [1]. Вологу можна видаляти механічними способами (наприклад, віджимом), але більш повне обезводжування досягається лише шляхом випарювання вологи і відводом утворюваних парів, тобто з допомогою теплової сушки. При цьому попереднє приготування перед сушкою механічними способами (наприклад, подрібнювання на більш дрібні шматки потрібної форми), а потім – сушінням. Такий комбінований спосіб видалення вологи дозволяє підвищити економічність процесу [2]. В хімічному виробництві, як правило, приміняється штучне сушіння на спеціальних установках, так як процес процес природного сушіння на відкритому повітрі занадто довгий і не дає потрібних фізичних властивостей. Для сушіння овочів та фруктів найкраще застосовувати конвективну сушку, так як вона дозволяє отримати очікувані фізичні та хімічні показники, при правильному, оптимального виборі режиму сушіння. Метою даного проекту є експериментально дослідити кінетику процесу сушіння моркви та квасолі, побудувати криві сушіння та зробити висновок щодо оптимального режиму сушіння. Також є припущення, що при сушінні моркви та квасолі разом відбуватиметься значна інтенсифікація процесу, так як в даному випадку квасоля виступатиме адсорбентом, оскільки вона є більш сухою, тому буде відбирати частину вологи на себе. Такий спосіб дозволить зменшити кількість підведеної енергії, що зробить процес сушки більш м’яким та покращить фізико- хімічні властивості продукту після його відновлення його вологою (колір, смак та т.ін.). Оскільки, сушіння овочів та фруктів не лише є хорошим методом консервації, а й значно зменшує їхню вагу, це в свою чергу значно полегшує їх транспортування, а отже і є економічно доцільнішим. Для дослідження процесу сушки суміші моркви та квасолі була створена експериментальна установка. Експериментальний стенд складається з системи ізольованих повітряних каналів з пристроями для теплової обробки і циркуляції теплоносія, вимірювальних ділянок, сушильних камер (вертикальної та горизонтальної), вимірювальних пристроїв для заміру величин, які характеризують кінетику сушіння досліджуваного матеріалу. Камера для сушіння представляє собою прямокутний короб, виконаний з листової сталі. Камера має бокові люки для з прозорими стінками, а також штуцери для виходу термоелектричних перетворювачів від матеріалу до потенціометру та трубки Піто. Щоб мати уявлення про вплив режиму сушіння на її тривалість, криві кінетики сушіння систематизуються за параметрами, що характеризують режим. Наприклад, якщо вивчається вплив температури, то на графіках наносяться криві сушіння, які відповідають різним температурам повітря, але при однаковій вологості і швидкості руху повітря. Якщо початковий вологовміст матеріалу різний, то криві сушіння можуть бути приведені до одного початкового вологовмісту шляхом переміщення їх по осі абсцис, якщо при цьму ми не виходимо з області періоду сталої швидкості сушіння. Необхідно відмічати реальний початковий вологовміст матеріалу, так як останній в загальному випадку впливає на критичний вологовміст.

    Переглянути
  • ВИБІР СОРБЕНТУ ДЛЯ АДСОРБЦІЙНИХ ТЕРМОТРАНСФОРМАТОРІВ

    Питання економії паливно-енергетичних ресурсів і захисту довкілля в деякій мірі можуть бути вирішені шляхом розширення масштабів використання джерел енергії, які відновлюються, в тому числі і енергії оточуючого середовища. Одним із найбільш ефективних способів перетворення цієї енергії є отримання штучного холоду. Перспективними для цього є невеликі холодильні установки індивідуального використання. Але до таких установок висувається ряд специфічних вимог: простота обслуговування, повна автономність, доступність для широкого споживача. Найбільш повно даним вимогам відповідають тепловикористовуючі сорбційні холодильні установки із твердим сорбентом. Адсорбційні термотрансформатори використовують тверді речовини, наприклад, силікагель, вугілля або цеоліт. У фазі десорбції до теплообмінника, покритого шаром силікагелю або цеоліту, підводиться тепло. Рідка частина твердого матеріалу перетворюється у пару і поступає у другий теплообмінник. Цей теплообмінник у першій фазі віддає тепло, яке виділяється при конденсації пари (теплота конденсації), в систему опалення. Коли цеоліт зневоднюється і вода конденсується у другому теплообміннику, перша фаза закінчується. У другій фазі теплообмінник виконує роль випарника. Вода в ньому кипить за рахунок тепла оточуючого середовища, оскільки в цій фазі велике співвідношення тисків. Водяна пара поступає у теплообмінник, де адсорбується силікагелем або цеолітом. Тепло, яке при цьому віддає адсорбент, поступає в систему опалення (теплота адсорбції). По закінченні процесу адсорбції цикл припиняється. Основною задачею у розробці ефективної адсорбційної системи охолодження є вибір робочих речовин, а саме, адсорбенту, оскільки від інтенсивності процесів адсорбції та десорбції залежить ефективність роботи всього апарата. Адсорбент повинен мати високу вологоємність і володіти здатністю достатньо повної регенерації при нагріванні. Одним із основних недоліків існуючих адсорбційних холодильників є значна маса адсорбційного обладнання. Робочі речовини можна поділити на такі групи: 1) адсорбенти на основі ефекту фізичної адсорбції – цеоліти, силікагелі, активоване вугілля; 2) адсорбенти на основі ефекту хемосорбції – солі лужних і лужноземельних металів. Сорбційна ємність адсорбентів першої групи невелика, але завдяки сталості властивостей, довговічності гранул та невисокій температурі регенерації ці сорбенти отримали найбільш широке практичне використання. Більш високою вологоємністю володіють органічні солі, які утворюють із парами холодоагенту тверді хімічні сполуки типу кристалогідратів. Однак практичне використання цих робочих речовин має технічні труднощі, пов’язані із проблемою збереження стабільності гранульованої структури адсорбенту, оскільки при багатократних циклах сорбції-десорбції можливе часткове розчинення солі при місцевому насиченні холодоагентом. Експлуатаційні властивості апарата визначаються різницею температур при рівних тисках насичення води та сорбенту. Для вибору сорбенту для адсорбційного термотрансформатора в залежності від температур теплоносіїв, що визначають вказану різницю температур, розроблена узагальнена діаграма (рисунок 1) потрібного користуються графіком, наведеним на.

    Переглянути
  • ТЕРМОДИНАМІЧНИЙ ЦИКЛ АДСОРБЦІЙНИХ АКУМУЛЯТОРІВ ТЕПЛОТИ

    Завдання створення ефективних систем акумулювання теплової енергії є важливою складовою частиною проблеми вирівнювання нерівномірності споживання електроенергії. У теперішній час відоме велике різноманіття видів і конструкцій теплових акумуляторів: теплові акумулятори з твердим теплоакумулюючим матеріалом, теплові акумулятори з фазоперехідним теплоакумулюючим матеріалом, рідинні акумулятори тепла, парові акумулятори тепла. Основним недоліком цих систем акумулювання тепла є мала густина накопичення енергії, і, відповідно, великі габарити та матеріалоємність, що перешкоджає їх широкому розповсюдженню [1]. Основною задачею у розробці ефективних адсорбційних акумуляторів теплоти є вибір адсорбенту, оскільки від інтенсивності процесів адсорбції та десорбції залежить ефективність роботи всього апарата.[2] На сьогоднішній час розроблено нове сімейство композитних сорбентів «сіль в пористій матриці», так званих Селективних Сорбентів Води (ССВ). Вони вирізняються тим, що за рахунок проникнення різних солей в пори звичайних сорбентів вдається: - істотно збільшити їх сорбційну здатність; - здійснити обмін великої кількості води у вузькому температурному інтервалі; - «підігнати» температуру термохімічної реакції до потрібної для даного циклу акумулятора. Для прикладу, розглянемо стабільність властивостей сорбенту, що має як активну складову сіль - CaCl2, рис 1.1.[3] Діаграма LnP-1/T зручна для побудови адсорбційного циклу і дозволяє оцінити ступінь відхилення дійсних процесів від рівноважних. Діаграма LnP-1/T у вказаних координатах і теоретичний цикл адсорбційного термохімічного акумулятора (при температурі гріючого джерела 40 °С і низькопотенційного 10 °С) показані на рис. 1.2.

    Переглянути
  • МОДЕРНІЗАЦІЯ ТЕХНОЛОГІЧНОЇ СХЕМИ ГІДРООЧИЩЕННЯ ГАСУ

    Процес гідроочищення широко застосовується в нафтопереробці. Гідроочищенню підлягають бензинові та керосинові фракції нафти, а також різного роду мастила. Завдяки такому очищенню отримують сучасні види пального з малим вмістом сірки, а також реактивне пальне і пальне для літаків. Установка гідроочищення гасу з використанням високотемпературної сепарації забезпечує зниження масової частки сірки в сировині – гасі – з 0,166 до менш ніж 0,001 %. Основні реакції, що проходять при гідроочищенні: гідрогеноліз зв’язків вуглецю з практично повним перетворенням органічних з’єднань, сірчаних та кислих, в граничний вуглець з одночасним утворенням H_2 S, NH_3 та водяної пари, що легко видаляються. На представленій ділянці технологічної схеми (рис.1) досягається підвищення продуктивності процесу за рахунок використання високотемпературної сепарації, а також завдяки удосконаленню конструкції кип’ятильника. Газосировинна суміш проходить змійовики печі і з тиском 4,2 МПа та температурою близько 653 К надходить у реактор 1 з нерухомим шаром каталізатора 2. Після реактора, газопродуктова суміш охолоджується послідовно в кип’ятильнику 3 і подається в сепаратор. Після чого стабілізується в колоні 4. Підведена з водяного конденсатора- холодильника 5 трифазна суміш розділяється за тиску 3,7 МПа і температури близько 316 К у низькотемпературному сепараторі 6. Відстояний від води вуглеводневий конденсат, що складається переважно з бензинових і легких гасових фракцій, після виходу із сепаратора 6 нагрівається в теплообміннику 7 і надходить у стабілізаційну колонну 4. Відхідний водневмістний гас із сепаратора 6, пройшовши приймач 8 з краплевідбійником, стискується компресором приблизно до 4,9 МПа і змішується зі свіжим гасом – технічним воднем. Зі стабілізаційної колони 4 з верху виходять пари відгону та гази, а зі споду – очищений гас. Режим роботи колони витримується такий, щоб одержати продукт з потрібною температурою спалаху. Температура низу цієї колони становить 540 К. Завданням роботи є проектування кип’ятильника, що використовується для поступового охолодження газопродуктової суміші.

    Переглянути
  • ТЕПЛООБМІННИК ОХОЛОДЖЕННЯ МОНОЕТАНОЛАМІНУ ДІЛЯНКИ УСТАНОВКИ ОТРИМАННЯ ВОДНЮ

    Водень є одним із найважливіших вихідних компонентів великої кількості хіміко-технологічних процесів. Отже розроблення нового і модернізація діючого зокрема, теплообмінного, обладнання є актуальною задачею. Водень практично весь знаходиться у вигляді сполук, тому для його отримання застосовують хімічні методи. Зокрема, можуть бути використані реакції розкладу. Одним із способів отримання водню служить реакція розкладання води електричним струмом. Основний промисловий спосіб отримання водню — реакція з водою метану, який входить до складу природного газу. Вона проводиться при високій температурі: СН4 + 2Н2O = CO2 ↑ + 4Н2 −165 кДж Водень, що отримується з води, - один з найбільш енергонасичених носіїв енергії. Адже теплота згоряння 1 кг H2 становить (за нижчого межі) 120 МДж / кг, у той час як теплота згоряння бензину або кращого вуглеводневої авіаційного палива - 46 - 50 МДж / кг, тобто в 2,5 рази менше 1 т водню відповідає за своїм енергетичного еквіваленту 4,1 тут, до того ж водень,що відтворюється. Метою роботи є проектний вибір теплообмінника для охолодження зконденсованого розчину моноетаноламіну (МЕА) після десорбера до 40˚С за допомогою технічної води. Одержання водню із конвертованого газу є досить поширеним процесом. Цей метод застосовується також на Казенному заводі порошкової металургії в м. Бровари. Технологічний процес одержання водню на цьому підприємстві складається з декількох ділянок: ділянки конверсії окису вуглецю, ділянки охолодження газового конденсату, ділянки десорбції розчину МЕА, ділянки холодильної машини, ділянки глибокої осушки водню, ділянки збору парового конденсату та ділянки зберігання азоту. Розглянемо ділянку десорбції розчину МЕА (рис.1), бо від якості його регенерації залежатиме ефективність роботи схеми в цілому. Із ємності 1 розчин МЕА надходить в теплообмінник 2, де нагрівається до температури 373 K, а потім подається у верхню частину десорбера 3. Остаточна десорбція розчину відбувається при кип’ятінні його у виносному кип’ятильнику 4. З метою очищення розчину МЕА від продуктів розпаду та неорганічних домішок передбачена його розгонка у смоловідокремлювачі 5. Після десорбції пари МЕА надходять до конденсатора 7 та остаточно охолоджується в теплообміннику 6. Після цього розчин МЕА знову подається в робочий цикл. При цьому для забезпечення якісної роботи необхідно дотримуватись вказаних температурних режимів. Отже розробка холодильника є центральною задачею для організації ефективної роботи технологічної схеми. Основними вимогами при конструюванні теплообмінного апарата є: забезпечення інтенсивного теплообміну при оптимальних гідравлічних режимах; мала металоємність; надійність у поєднанні з доступністю поверхні теплообміну для механічного очищення від забруднень. Тому задачі, які ставляться при розробці та проектуванні даного теплообмінного обладнення для охолодження зконденсованого розчину МЕА після десорбера є інтенсифікація теплообміну шляхом обґрунтування та вибору конструкції апарата та оптимальних режимів роботи. Також необхідне удосконалення конструкції апарата для підвищення ефективності роботи всієї ділянки.

    Переглянути
  • АПАРАТ ПОВІТРЯНОГО ОХОЛОДЖЕННЯ В УСТАНОВЦІ ДЛЯ ПЕРЕРОБКИ ГАЗОВОГО КОНДЕНСАТУ

    Апарат повітряного охолодження, що проектується використовується для охолодження бензинового дистиляту. Апарат повітряного охолодження, зображений на рисунку 1, складається з наступних основних вузлів: 4 – теплообмінної секції; 1 – осьового вентилятора з приводом; 2, 5 – опорних і огороджувальних конструкцій. Основним елементом апаратів охолодження є теплообмінні секції, теплообмінну поверхня яких компонують з оребрених труб, закріплених в трубних решітках в чотири, шість або вісім рядів. Труби зазвичай розташовують по вершинах рівностороннього трикутника, тому, що коридорне розташування забезпечує гіршу тепловіддачу. До трубних граток приєднані кришки, внутрішня порожнина яких служить для розподілу охолоджуваного потоку рідини по трубах. Секції розташовують горизонтально, вертикально або похило, що визначає тип АВО. Охолодження рідких теплоносіїв здійснюється за рахунок теплообміну з повітрям. Процес досить інтенсивний, тому, що використовуються оребрені труби, оснащені турбулізаторами повітряного потоку (рисунок 2), площа зовнішньої поверхні яких в 10 - 25 разів більше площі їх внутрішньої поверхні. Труби для стандартизованих вітчизняних апаратів повітряного охолодження мають зовнішнє ребра двох типів виконання: біметалічна труба, що складається з внутрішньої гладкою (сталевий або латунної) і зовнішньої (алюмінієвої) з накатаними гвинтовим ребром виконання Б; монометалічна (алюмінієва) труба з торованим гвинтовим (спіральним) ребром виконання М. Другим необхідним елементом будь-якого типу АВО є вентилятор, який, обертаючись в порожнині колектора, нагнітає повітря через Міжтрубний простір секцій. Значні витрати повітря в апаратах повітряного охолодження при порівняно невеликому статичному напорі (100 - 400 Па) забезпечуються осьовими вентиляторами з числом лопатей 4, 8 і діаметром 0,8 - 6,0 м. Колектор з'єднується з теплообмінними секціями за допомогою дифузора, форма якого сприяє вирівнюванню потоку повітря по перетину теплообмінної секції. Дифузор і колектор вентилятора кріпляться до рами, на якій встановлені теплообмінні секції. В даному апараті повітряного охолодження приймаємо оребрені труби,що розташовані по вершинах правильних трикутників. Оребрення труб дозволяє збільшити коефіцієнт теплопровідності, а вибране розташування труб значно збільшить площу теплообміну.

    Переглянути
  • МОДЕРНІЗАЦІЯ УСТАНОВКИ ДЛЯ РОЗДІЛЕННЯ ВУГЛЕВОДНІВ С1 – С6 З МОДЕРНІЗАЦІЄЮ ПОВІТРЯНОГО ХОЛОДИЛЬНИКА

    Як джерела органічної сировини значну роль відіграє нафта і природний газ. Видобуток, транспортування і переробка є більш економічним. Нафти є складними сумішами вуглеводнів і різноманітних кисневих, азотних і сірчистих сполук. В природі зустрічаються нафти, що містять більше гетеро атомних органічних сполук, ніж власне вуглеводнів, і такі, що складаються майже виключно с вуглеводнів. Природна нафта, що видобувається з надр землі, завжди містить деяку кількість розчинених в ній газів (попутні природні гази), головним чином метану і його гомологів. Тому вдосконалення установки для розділення вуглеводнів є актуальною. Попутний газ стискуюсь в компресорі 1 (Рисунок 1) і після охолодження водою подають у колону ректифікації 2, в якій вуглеводні С1-С3 відділяють від вищих. Залежно від застосованого тиску і вмісту в газі фракцій С1 і С2 для створення флегми в дефлегматорі 3, як холодоагент використовують воду або киплячий пропан з холодильного циклу. Легка фракція піддається ректифікації в колоні 5, в якій флегма виходить за рахунок охолодження киплячим пропаном з холодильного циклу. Верхнім продуктом цієї колони є сухий газ, а в кубі залишається пропан. Важка фракція вуглеводнів С4-С6 з куба колони 2 дроселює до тиску 0,8 МПа. І в колоні ректифікації 6 з неї відганяють фракцію С4, яку піддають ректифікації в колоні 7, отримуючи фракції н-бутанта ізобутану з вмістом основних продуктів 98%. Кубова рідина колони 6 дроселюється до тиску 0,3 МПа і подається на подальшу ректифікацію в колону 8, де вуглеводні С5 діляться на ізопентан і н- пентан, які містять 97-98% основних речовин. Зважаючи на малу різницю температур кипіння ізомерів пентану і бутану колони для їх розділення мають по 100-180 тарілок і працюють при великому флегмовому числі. Метан та етан, що містяться в сухому газі, можна розділити низькотемпературною ректифікацією, при якій флегма створюється шляхом охолодження рідким пропаном і етаном при тиску 4,0-4,5 МПа. Окрім того, природний газ, що містить 96-97% СН4, може безпосередньо застосовуватися як технічний метан. Метою роботи є проектування та вдосконалення повітряного холодильника який на технологічній схемі служить для охолодження холодагенту. Застосування повітряного охолодження дає ряд переваг,з яких головними є: економія охолоджування води та зменшення кількості стічних вод; значно зменшуються затрати праці на очистку апарату,через відсутність накипу та відкладень солей.

    Переглянути
  • ГАЗОФРАКЦІОНУЮЧА УСТАНОВКА АБСОРБЦІОННО- РЕКТИФІКАЦІЙНОГО ТИПУ З ОБРАХУНКОМ І УДОСКОНАЛЕННЯМ ТЕПЛООБМІННИКА

    На сьогоднішній день, однією з головних проблем в Україні є процес газофракіонування, який призначений для отримання індивідуальних легких вуглеводнів або вуглеводневих фракцій високої чистоти з нафтозаводських газів. Тому модернізація установки газофракціювання є актуальною. Джерелом вуглеводневих газів на нафтопереробних заводах є гази, розчинені в нафті і які виділяються при первинній перегонці на установках АТ і АВТ, і гази, що виходять в процесі деструктивної переробки нафти. В залежності від складу розрізняють граничні і неграничні гази. Гази складаються з вуглеводнів метанового ряду. Газ з установки каталітичного крекінгу надходить на очистку моноетаноламіном в абсорбер 2 (Рисунок 1). Очищений газ стискається компрессором з 0,6 до 1,4МПа, охолоджується і подається під фракціоніруючий абсорбер 8, під 22-гу тарілку. На цю ж тарілку подається конденсат з сепаратора 7. В абсорбер вводиться також нестабільний бензин, який є основним абсорбентом. З верху абсорбера 8 йде сухий газ, що містить вуглеводні С1-С2, а знизу разом з абсорбентом відводяться вуглеводні С3-С4. Для більш повної абсорбціі бензинових фракцій, які винесені з сухим газом у верхню частину 8, подається стабільний бензин. Температура абсорбційної частини підтримується проміжним охолодженням абсорбенту. Насичений і деетанізований абсорбент з колони 8 потрапляє в стабілізатор 9, верхнім продуктом якого є «головка» стабілізації, а нижнім - стабільний бензин. «Головка» стабілізації надходить на блок очистки 10, де очищується від сірчистих сполук розчином моноетаноламіна і лугом. Потім з очищеної «головки» в пропановій колоні 11 виділяється пропан-пропіленова фракція. Кубовий продукт колони 11 в бутановії колоні 12 розділятися на бутан-бутиленову фракцію і залишок, який об'єднується зі стабільним бензином. В колоні 4 проводитися очистка моноетаноламіна від сірководню. В даній роботі пропонується використати теплообмінник типу ТТАІ – це унікальний за своїми техніко-економічними характеристиками теплообмінник. Надвисока компактність якого поєднується з можливістю самоочищення від накипу та високими показниками надійності. Економічно доцільний. Конструктивно ТТАІ є кожухотрубний теплообмінний апарат. Але при цьому товщина стінок трубок, виконаних з нержавіючої сталі або титану, становить всього 0,2 міліметра, а діаметр трубок - 8 міліметрів. Трубний пучок з нерегулярною розбивкою, з великою щільністю набору трубок. Швидкість руху теплоносія в теплообміннику досягає 4-5 м / с. Основні переваги: легкий і компактний завдяки трубному пучку з тонкостінних трубок; висока ефективність експлуатації: високий коефіцієнт тепловіддачі і знижений гідравлічний опір; надійний завдяки використанню корозійностійкої сталі або титанових сплавів і спеціальної полімерної трубної решітки; невимогливий до обслуговування завдяки самоочищення; повна відповідність потребам замовника завдяки індивідуальному виконанню ТТАІ; ціна нижче інших теплообмінників аналогічних по потужності.

    Переглянути
  • ГАЗОФРАКЦІОНУЮЧА УСТАНОВКА АБСОРБЦІОННО- РЕКТИФІКАЦІЙНОГО ТИПУ З ОБРАХУНКОМ І УДОСКОНАЛЕННЯМ ТЕПЛООБМІННИКА

    Процес газофракціонування призначений для отримання з нафтових газів низькомолекулярних вуглеводнів C1-C6. Джерелом легких вуглеводнів на нафтопереробних заводах є гази, розчинені в нафті і які виділяються при первинній перегонці на атмосферно трубчатих установках і утворюються в термодеструктивних або каталітичних процесах переробки нафтової сировини, а також газової стабілізації нестабільних бензинів. Одна з принципових схем такого процесу приведена на рисунку 1.[1] Газ з установки каталітичного крекінгу надходить на очищення моноетаноламіном в абсорбер 2. Потім очищений газ стискається компрессором з 0,6 до 1,4МПа, охолоджується і подається в фракціонуючий абсорбер 8, в 22-гу тарілку. На цю ж тарілку подається конденсат з сепаратора 7. В абсорбер вводиться також нестабільний бензин, який є основним абсорбентом. З верху абсорбера 8 йде сухий газ, що містить вуглеводні С1-С2, а знизу разом з абсорбентом відводяться вуглеводні С3-С4. Для більш повної абсорбції бензинових фракцій, які винесені з сухим газом у верхню частину 8, подається стабільний бензин. Температура абсорбційної частини підтримується проміжним охолодженням абсорбенту. Насичений і деетанізований абсорбент з колони 8 потрапляє в стабілізатор 9, верхнім продуктом якого є «головка» стабілізації, а нижнім - стабільний бензин. «Головка» стабілізації надходить на блок очистки 10, де очищується від сірчастих сполук розчином моноетаноламіна і лугом. Потім з очищеної «головки» в пропановій колоні 11 виділяється пропан-пропіленова фракція. Кубовий продукт колони 11 в бутановії колоні 12 розділятися на бутан-бутиленову фракцію і залишок, який об'єднується зі стабільним бензином. В колоні 4 проводитися очистка моноетаноламіна від сірководню. В даній схемі теплообмінники відіграють дуже важливу роль. Тому їх модернізація з метою покращення питомих характеристик є актуальною задачею, з метою рішення якої доцільним є встановлення тонкостінних теплообмінних апаратів інтенсифікованих (ТТАІ). Надвисока компактність яких, поєднується з можливістю самоочищення від накипу та високими показниками надійності. Конструктивно ТТАІ - це кожухотрубні теплообмінні апарати. Але при цьому товщина стінок трубок, виконаних з нержавіючої сталі або титану, становить всього 0,2 міліметра, а діаметр трубок - 8 міліметрів. Трубний пучок з нерегулярною розбивкою, з великою щільністю набору трубок. Швидкість руху теплоносія в теплообміннику досягає 4-5 м / с. Основні переваги таких теплообмінників в порівнянні з традиційним кожухотрубними, пластинчатими чи спіральними аппаратами є: - невелика вага і габарити, завдяки трубному пучку з тонкостінних труб; - висока продуктивність; - високий коефіцієнт тепловіддачі, 8400 ; - низький гідравлічний опір; - нижча ціна в порівнянні з пластинчатими і спіральними теплообмінниками, аналогічних по потужностях.

    Переглянути
  • МОДЕРНІЗАЦІЯ УСТАНОВКИ ВИГОТОВЛЕННЯ ПОЛІМЕРНИХ ТРУБ З РОЗРОБКОЮ ПОВІТРЯНОГО ХОЛОДИЛЬНИКА

    В умовах промислового виробництва труби із термопластів в більшості випадках виготовляють способом екструзії. В якості вихідної сировини при виробництві труб із поліолефінів використовують полімер в гранульованому виді, а для труб із полівінілхлорида – суміші на основі ПВХ у вигляді порошка, пластинок неправильної форми, агломерата і гранул. Екструзія – це процес виготовлення виробів шляхом непереривного видавлювання термоплатичного матеріалу, що знаходиться у в'язкотекучому стані, через отвори або щілини заданого профіля. Тому для економії затрат часу та палива на перевезення гранульованого полімеру та полівінілхлоридного порошку до підприємства і вивіз готової продукції доцільно використовувати малотоннажні підприємства не потребуючі центральної системи охолодження, що також економить матеріальні витрати. Тому модернізація установки виготовлення полімерних труб є актуальною. З бункера композиція захоплюється черв'яками і транспортується в циліндр екструдера (Рисунок 1). У процесі руху матеріал ущільнюється, розплавляється, гомогенізується. Екструдери обладнані системою вакуумної дегазації, за допомогою якої утворюються в процесі переробки гази відсмоктуються з матеріалу, що сприяє поліпшенню якості випускаються труб. Розплавлений матеріал видавлюється через кільцеву щілину голівки у вигляді труби. Заготівля труби з головки надходить в калібрах пристрій, розташоване у вакуумній ванні. За рахунок вакуумного калібрування заготівля приймає розміри, визначені калібрувальним пристроєм. Одночасно з калібруванням відбувається поверхневе охолоджування труби. Для поліпшення якості продукції та підвищення продуктивності обладнання до калібратора і у вакуумну ванну охолодження підводять воду з температурою 14 – 16 º С. Далі труба надходить в наступні ванни охолодження, кількість яких визначається типом обладнання і продуктивністю ліній (як правило, цих ванн три), але в данному пристрої 2 ванни для охолодження. Тягнучий пристрій забезпечує відведення труби із заданою швидкістю. В основному застосовуються двухтракові системи тягнучих пристроїв . Через кожен метр на трубу ставиться мітка з можливою інформацією про якість труби та т. ін. Метою даного проекту є опис технологічної схеми переробки полімеру та проектування повітряного холодильника для охолодження готової ПВХ труби, та складальне креслення повітряного холодильника.

    Переглянути
  • МОДЕРНІЗАЦІЯ ФЕРМЕНТАТОРА УСТАНОВКИ ДЛЯ ВИРОБНИЦТВА БІОМІЦИНУ

    Застосування антибіотиків, в даному випадку біоміцину, в кормових раціонах свиней, молодняка птиці, а також телят, різко підвищує ефективність використання кормів, значно збільшує масу і підвищує ріст тварин. Важливий також і факт, що застосування антибіотиків в кормах молодняку майже повністю усуває шлунково- кишкові захворювання, які являються проблемою при відгодівлі молодняку, в зв’язку з чим санітарний догляд молодняку різко скорочується або навіть повністю усувається, що сприяє швидкому відтворенню поголів’я тварин. Ферментер обираємо відповідно до вимог технологічної схеми. Допоміжне обладнання будемо обирати, виходячи з вимог технології, але з оглядом на основний апарат та властивості використовуваної сировини. Задача допоміжного обладнання – забезпечити стабільну роботу основного обладнання та задану якість продукту на виході з установки, тому рухатись будемо з кінця технологічного процесу. Метою модернізації є покращенню перемішування у «застійних зонах» шляхом вдосконалення перемішуючого пристрою ферментатора, за рахунок встановлення декількох валів, які обертаються по колу та навколо власних осей, на яких розміщено щонайменше по дві мішалки, схему модернізації наведено на рис. 1. Доцільність модернізації пояснюється необхідністю забезпечення надійного автоматичного регулювання температури середовища в середині ферментатору. Потрібно забезпечити достатню аерацію та повну стерильність установки, для цього апарат працює під надлишковим тиском, на вентилях стоять парові пробки та повітря при надходженні в апарат проходить повну стерилізацію. Ферментатори, які використовуються дозволяють досить ефективно забезпечити процес перемішування, проте використання однієї мішалки суттєво знижує процес перемішування. В наслідок роботи декількох перемішуючих пристроїв, що знаходяться на одному валу покращується інтенсивність перемішування, проте у апараті залишаються так звані «застійні зони». За результатами роботи подано заявку на винахід (корисну модель) України з метою захисту авторських прав та поширення досвіду модернізації.

    Переглянути
  • УСТАНОВКА СІРКОКИСЛОТНОГО АЛКІЛЮВАННЯ

    Довгий час бензин отримували шляхом ректифікації (перегонки) та відбору фракцій нафти, що википають в певних температурних межах (до 100 ° C - бензин I сорту, до 110 ° C - бензин спеціальний, до 130 ° C - бензин II сорту). У першій половині XX століття для підвищення октанового числа почали застосовувати крекінг і риформінг, які перетворять лінійні ланцюжка нормальних алканів - основний складової прямогонного бензину - в розгалужені алкани і ароматичні сполуки відповідно. Алкілбензин (алкілат) отримують каталітичним алкілюванням ізобутана бутиленами. Алкілат складається з ізопарафінових вуглеводнів, октанові числа за моторним та дослідницьким методах складає 89 - 92 одиниці; чутливість алкілбензину 1 - 2 одиниці, прийомистість до ТЕС при додаванні 82 г ТЕС на 1 кг бензину - 8 - 10 одиниць. За антидетонаційними властивостям і фізико-хімічними показниками алкілат є найкращим компонентом для високооктанових автомобільних-бензинів. Результати алкілювання значною мірою визначаються фізичними факторами, так як лімітуючої стадією процесу є швидкість транспортування реагуючих речовин до поверхні розділу фаз, де протікають основні хімічні реакції. Швидкість транспортування реагуючих речовин залежить від інтенсивності перемішування емульсії. Якість застосованої сировини, склад кислоти і температура реакції справляють істотний вплив як на швидкість транспортування, так і на швидкість хімічних перетворень. Технологічна схема установки включає блоки підготовки сировини, реакторної ректифікації та регенерації відпрацьованої сірчаної кислоти. На блоці підготовки сировини здійснюється змішування і усереднення потоків сировини, осушка, видалення сірчистих і дієнових вуглеводнів. Технологічна схема реакторного і фракціонуючого блоків зображена на рисунку 1. У промисловості крім представленого на рисунку горизонтального контактора з охолодженням продуктів реакції застосовується каскадний контактор з внутрішнім охолодженням за рахунок випаровування ізобутана і більш легких вуглеводнів безпосередньо в зоні реакції, а вертикальний контактор з охолодженням через трубний пучок аміаком або пропаном. Установки алкілювання дозволяють отримати додаткову кількість бензину з нафтових газів. Тому модернізація установки є актуальною.

    Переглянути
  • УСТАНОВКА КАТАЛІТИЧНОГО РИФОРМІНГУ З РОЗРОБКОЮ РЕАКТОРА ТЕПЛООБМІННИКА

    Каталітичний риформінг бензинів є найважливішим процесом сучасної нафтопереробки і нафтохімії. Він служить для одночасного отримання високооктанового базового компонента автомобільних бензинів, ароматичних вуглеводнів, сировини для нафтохімічного синтезу, і водневмісного газу – технічного водню. Каталітичний риформінг в наш час є найпоширенішим методом каталітичного облагородження прямогонних бензинів. Установки каталітичного риформінгу є на всіх вітчизняних і зарубіжних нафтопереробних заводах [1]. Каталітичний риформінг призначений для підвищення детонаційної стійкості бензинів і отримання ароматичних вуглеводнів, головним чином бензолу, толуолу і ксилолів. Окислювальна регенерація каталізатора проводиться одночасно у всіх реакторах. Загальна тривалість простоїв установок подібного типу 20 – 40 діб на рік, включаючи регенерацію каталізатора і ремонт обладнання. Відчищена та осушене на блоці гідроочищення сировина змішується з циркулюючим газом з вмістом водню, підігрівається в теплообмінниках 11, 3 і печі 4 і надходить в реактор першої ступені. На блоці риформінгу є три-чотири адіабатичних реактора і відповідне число печей для між ступеневого перегріву продуктів реакції. По виходу з останнього реактора газопродуктова суміш охолоджується до 20 – 4С ° С і після сепарації газу з вмістом водню, основна частина надходить на прийом циркуляційного компресора 2, а надлишок виводиться на блок попередньої гідроочищення бензину або передається іншим споживачам. Каталізатор з розчиненими вуглеводневими газами подається на стабілізацію 9 (секція включає від однієї до чотирьох колон), де продукти реакції поділяються на каталізатор із заданим тиском парів, скраплений газ та сухий вуглеводневий газ [2]. Процес каталітичного риформінгу здійснюють при порівняно високій температурі і середньому тиску, в середовищі водневмісного газу з великим вмістом водню (70-80 % об.). Це дозволяє підвищити температуру процесу, не допускаючи глибокого розкладу вуглеводнів і значного коксоутворення. В залежності від призначення процесу, режиму і каталізатора вихід і якість продуктів, що одержуються значно змінюються. Однак, загальним є утворення ароматики і водневмісного газу.

    Переглянути
  • МОДЕРНІЗАЦІЯ УСТАНОВКИ ВИРОБНИЦТВА ЕТИЛОВОГО СПИРТУ З РОЗРОБКОЮ ТЕПЛООБМІННИКА

    Етанол (С2Н5ОН) — це сильна психоактивна речовина, яка зазвичай виготовляється збродженням здатних до ферментації вуглеводів. Крім харчових продуктів етиловий спирт у великій кількості споживається як пальне, розчинник та як сировина в різноманітних промислових процесах. Для промислових потреб етиловий спирт часто виробляють з нафтової та газової сировини каталітичною гідратацією етилену. У промислових масштабах етиловий спирт добувають трьома способами: спиртовим бродінням цукристих речовин, гідролізом целюлози і синтетичним способом. Враховуючи значну потебу палива на сьогодняшній день в багатьох країнах світу діють програми по застосуванню етанолу в автомобільному паливі. У зв’язку з цим значно збільшуються потреби у виробництві етилового спирту. Свіжий і оборотний етилен стискається в компресорах (1), (2), змішується з водяною парою, підігрівається в теплообміннику (4) і перегрівається в трубчастій печі (3), після чого подається в реактор-гідратор (5). Реактор являє собою порожню колону, що працює в режимі ідеального витіснення. Реакційні гази містять пари фосфорної кислоти, яка нейтралізується гідроксидом натрію, утворюючи солі, котрі виділяються в відділювачі солі (6). Теплота вихідних реакційних газів регенерується в теплообміннику (4) для нагріву вхідної суміші. У холодильнику (7) відбувається конденсація продуктів реакції, а в сепараторі (8) розподіляються рідкі та газові потоки. Вода, як менш летючий компонент, конденсується з більшою повнотою. Тому для додаткового виділення спирту виробляється його відмивання водою в абсорбері (9). Непрореагований газ, рециркулюється компресором (2), а частина його видаляється, щоб уникнути накопичення домішок в системі. Віддувка становить приблизно 20% відвведеного етилену і прямує на установку газорозділення для виділення етилену. Водний конденсат після сепаратора (8) і рідина з абсорбера (9) дроселюють, в результаті чого виділяються розчинені гази, відокремлювані в сепараторі низького тиску (10) і направляються в паливну лінію. Цей розчин піддають ректифікації в ректифікаційних колонах (11) і (12). У першій відганяють найбільш летючі діетиловий ефір і ацетальдегід, а в другій - етиловий спирт у вигляді азеотропної суміші, що містить 95% етанолу і 5% води. Обігрів колони здійснюється парою. В кубі колони (12) залишається вода, яку очищають від солі в іонообмінній установці (13) і повертають на гідратацію, Це дозволяє значно знизити витрату свіжої води.

    Переглянути
  • МОДЕРНІЗАЦІЯ УСТАНОВКИ ВИРОБНИЦТВА АЛКІЛ-БЕНЗИНУ З РОЗРОБКОЮ РЕАКТОРА, КОНДЕНСАТОРА ТА ХОЛОДИЛЬНИКА.

    Алкілат широко використовується для синтезу високооктанових моторних палив. Паливо відіграє вагому роль у сучасному житті. Тому розробка устаткування для установки сірчанокислого алкілювання, що відповідає сучасним вимогам, є важливою задачею. Технологічна схема установки включає блоки підготовки сировини, реакторний, ректифікаційний та регенерації відпрацьованої сірчаної кислоти. На блоці підготовки сировини здійснюється змішування та усереднення потоків сировини, сушка, видалення сірчаних та дієнових вуглеводнів. Технологічна схема реакторного та фракціоную чого блоків подана на рисунку 1. В промисловості незалежно від представленого горизонтального контактору із внутрішнім охолодженням за рахунок випаровування ізобутану та більш легких вуглеводнів безпосередньо в зоні реакції та вертикальний контактор із охолодженням через трубний пучок аміаком або пропаном. Режим роботи контактора: тиск 0,35-0,60 мПа, температура 5-15°С, об`ємна швидкість подачі олефінів 0,3-0,5 год-1 , відношення ізобутан:олефін на вході в реактор (5÷10):1, частота обертання мішалки 400-500 об/хв., тривалість контакту сировини із сірчаною кислотою 300-1200 с, об`ємне відношення кислота : вуглеводні (1,1÷1,5):1, концентрація сірчаною кислоти 88-99,5% по моногідрату, вміст ізобутану в циркулюючому потоці 65-85%. Метою роботи є проектування та вдосконалення повітряного холодильника, реактора, конденсатора. В повітряному холодильнику для компенсації теплових навантажень встановлені гофровані труби.

    Переглянути
  • СЕЛЕКТИВНА ОЧИСТКА ТУРБІННОГО МАСТИЛА ТП-22С

    Турбінні мастила набули широкого використання в промисловості і призначені для змащування підшипників та допоміжних механізмів парових турбін, а також в системах ущільнення і регулювання як гідравлічної рідини і ущільнюючого середовища. Мастила Тп-22С рекомендуються для використання в турбінах всіх типів, включаючи газові, парові, і гідроелектричним турбіни, морські турбіни і передавальні механізми. Не містять протизадирних присадок (EP). Можуть застосовуватися в найбільш суворих умовах експлуатації і там, де потрібні мастила з високими протикорозійними і антиокислювальними властивостями. Може використовуватися, як компресорне мастило, коли виробник рекомендує мастила R & O. Мастило Тп-22С виробляється з мінеральних базових мастил, що пройшли подвійне гідроочищення та присадки, що поліпшують антиокислювальні, антикорозійні та деемульгуючі властивості. Мастило випускається двох марок: Марка 1 і Марка 2. Перша відрізняється поліпшеною стабільністю проти окислення. Методи регенерації (очищення) турбінного мастила: фізичні методи, відстоювання, фільтрація, відцентрова очистка, фізико-хімічні методи. Фізико-хімічні методи очищення мастила знайшли широке застосування, до них відносяться коагуляція, адсорбція і селективне розчинення забруднень які містяться в мастилі. Селективна очистка мастил - процес екстракційного вилучення з масляних дистилятів (350 - 500°С) і деасфальтизата гудрону смол і високомолекулярних ароматичних вуглеводнів (рисунок 1). Рафінадний розчин ІІ зверху екстрактора нагрівається і від нього відділяється розчинник (фенол, фурфурол або N-метилпіролідон), що повертається після зневоднення в екстрактор. Очищене масло V з підвищеним індексом в'язкості направляється на депарафінізацію. Екстракт VІ після відгону розчинника - концентрат смол і "важкої ароматики" використовують для приготування бітумів, отримання коксу або як компонент важкого металургійного палива. Метою роботи є модернізація теплообмінника перед блоком відгонки розчинника.

    Переглянути
  • УСТАНОВКА ГАЗОФРАКЦІОНУВАННЯ З РОЗРОБКОЮ АБСОРБЕРА, ТЕПЛООБМІННИКА І КОНДЕНСАТОРА

    Каталітичний крекінг – переробка вуглеводнів, наприклад, нафтових фракцій, в присутності каталізаторів при якій молекули важких вуглеводнів розщеплюються на простіші. Каталітичні процеси відрізняються від термічних тим, що пара нафтової сировини пропускається над каталізатором, що прискорює і направляє хід реакції у бік утворення необхідних продуктів при більш м’яких умовах. Технологічна схема зображена на рисунку 1 [1]. Газ з установки каталітичного крекінгу поступає на очистку моноетаноламіном в абсорбер 2. Очищений газ стискається компресором 6 до 1,4 МПа, охолоджується і подається в фракціонуючий абсорбер 8, під 22-гу тарілку. На цю ж тарілку подається конденсат компресії. В абсорбер вводиться ще й нестабільний бензин, який є основним абсорбентом. Фракціонуючий абсорбер 8 представляє собою комбіновану колону, в верхній частині якої відбувається абсорбція, тобто вилучення з газу цільових компонентів, а в нижній – регенерація абсорбента за рахунок тепла що підводиться. З верху абсорбера 8 виходить сухий газ, що складається з С1-С2, а з низу разом з абсорбентом виводяться вуглеводні С3-С4. Для доабсорбції відведених з сухим газом бензинових фракцій у верхню частину 8 подається стабільний бензин. Насичений абсорбент з 8 подається в стабілізатор 9, верхнім продуктом якого є головка стабілізації, а нижнім – стабільний бензин. Головка стабілізації поступає на блок очистки 10, де очищається від різних домішок. Потім з очищеної головки в пропановій колоні 11 виділяється пропан-пропіленова фракція. Кубовий продукт колони 11 в бутановій колоні 12 розділяється на бутан-бутиленову фракцію і залишок, який з’єднує із стабільним бензином. В колоні 4 відбувається очистка моноетаноламіну від сірководню. Метою роботи є: спроектувати апарати такі як абсорбер, теплообмінник і конденсатор.

    Переглянути
  • МОДЕРНІЗАЦІЯ УСТАНОВКИ ГАЗОФРАКЦІОНУВАННЯ З РОЗРОБКОЮ РЕКТИФІКАЦІЙНОЇ КОЛОНИ, ПАРОГЕНЕРАТОРА І ХОЛОДИЛЬНИКА

    Газофракціонування – процес, призначений для отримання індивідуальних легких вуглеводів або вуглеводневих фракцій високої чистоти з нафтопереробних газів. Джерелом вуглеводневих газів на нафтопереробних зводах є гази, розчинні в нафті і які виділяються при первинній перегонці [1]. В даній галузі використовується велика кількість апаратів для тепло- масообміну, тому модернізація парогенератора є доцільною. Недоліком парогенератора є мала інтенсифікація потоку в трубному просторі, мале значення коефіцієнта тепловіддачі. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення парогенератора підвищити продуктивність цього апарату шляхом встановлення інтенсифікатора потоку для органічної речовини в трубному просторі. Поставлена задача вирішується тим, що для кращого теплообміну, збільшення поверхні контакту фаз, та для підвищення інтенсифікації процесу теплопередачі від речовини в трубному просторі до середовища міжтрубного простору конструкцію парогенератора вдосконалено встановленням спіральної дротяної пружини в трубах, для підвищення турбулізації потоку шляхом зменшення товщини пристінного ламінарного шару в трубному просторі. Реалізація способу із зазначеними відмітними ознаками дає змогу забезпечити збільшення турбулентності середовища, і тим самим інтенсифікувати процес теплопередачі від рідини до стінки труби в апараті. На рисунку 1 наведено приклад виконання труб для реалізації пропонованого способу. Для підвищення турбулізації потоку в трубному просторі в трубах встановлена спіральна дротяна пружина 2. Пружина виготовляється з високоякісної корозійностійкої пружинної сталі, товщиною 1,5-2мм. Зовнішній діаметр кола пружини складає 1,05-1,1зовнішнього діаметра труби. Пружина кріпиться з обох боків труби у спеціально проточених пазах, за рахунок натягу. Наявність спіральної дротяної пружини 2 дає змогу збільшити турбулентність потоку рідини, і тим самим інтенсифікувати процес теплопередачі від рідини до стінки труби. Дана модернізація дає змогу збільшити турбулентність потоку рідини, і тим самим інтенсифікувати процес теплопередачі від рідини до стінки труби.

    Переглянути